CHAPITRE I

Toutes les surfaces qui reçoivent les rayons de la chaleur des corps environnants, en réfléchissent une partie, et admettent l'autre : la chaleur qui n'est point réfléchie , mais qui s'introduit par la surface, s'accumule dans le solide; et tant qu'elle surpasse la quantité qui se dissipe par l'irradiation, la température s'élève.

Les rayons qui tendent à sortir des corps échauffés sons arrêtes vers la surface par une force qui en réfléchit une partie dans l'intérieur de la masse. La cause qui empêche les rayons incidents de traverser la superficie, et qui divise ces rayons en deux parties, dont l'une est réfléchie, et dont l'autre est admise, agit de la même manière sur les rayons qui se dirigent de l'intérieur du corps vers l'espace extérieur.

Si en modifiant l'état de la surface , on augmente la force avec laquelle elle réfléchit les rayons incidents, on augmente en même temps la faculté qu'elle a de réfléchir vers l'intérieur du Corps les rayons qui tendent à en sortir. La quantité des rayons incidents qui s'introduisent dans la masse, et celle des rayons émis par la surface, sont également diminuées.

Si l'on plaçait ensemble dans l'enceinte dont nous avons parlé, une multitude de corps. éloignés les uns des autres et inégalement échauffés , ils recevraient et se transmettraient leurs rayons de chaleur, en sorte que dans cet échange leurs températures varieraient continuellement , et tendraient toutes à devenir égales à la température fixe de l'enceinte.

3o THÉORIE DE LA CHALEUR.

Cet effet est précisément celui qui a lieu lorsque la chaleur se propage dans les corps solides; car les molécules qui composent les corps sont séparées par des espaces vides dair, et ont la propriété de receToir, d'accumuler et d'émettre la chaleur. Chacune d'elles envoie ses rayons de toutes parts, et en même temps elle reçoit ceux des molécules qui l'environnent.

La chaleur envoyée par un point situé dans l'intérieur d'une masse solide, ne peut se porter directement qu'à une distance extrêmement petite; elle est, pour ainsi dire, interceptée par les particules les plus voisines ; ce sont ces dernières seules qui la reçoivent immédiatement, et qui agissent sur les points plus éloignés. Il n'en est pas de même des fluides aériformes; les effets directs de l'irradiation y deviennent sensibles à des distances très-considérables.

Ainsi la chaleur qui sort dans toutes les directions d'une partie d'une surface solide, pénètre dans l'air jusqu'à des points forts éloignés ; mais elle n'est émise que par les molécules du corps, qui sont extrêmement voisines de la surface. Un point d'une masse échauffée, placé à une trèspetite distance de la superBcie plane qui sépare la masse de l'espace extérieur, envoie à cet espace une infinité de rayons; mais ils n'y parviennent pas entièrement; ils sont diminués de toute la quantité de chaleur qui s'arrête sur les molécules solides intermédiaires. La partie du rayon qui se dissipe dans l'espace est d'autant moindre, qu'elle traverse un plus long intervalle dans la masse. Ainsi le rayon qui sort perpendiculairement à la superficie a plus

CÏÏAfrîffcfe I. 3i

d^ntensîté que celui qtii , partant tin rttënté point, suit one direction oblique ^ ét les rayons les plus obliges sont ëntiferement interceptes.

La même conse'quence s'applique à tous les points qui sont assefc VOïsias de là superficie pour côricotifir à l'émission de là chaleur, il en résulte nécessairement qué là quantité totale de chateur qui sbrt de la sUrfàce sous la direcHtlon perpendiculaire est beaucoup JiluS grande quë celle' dont la direction est oblique. Nous avons soumis cette question att calcul ^ et l'analyse que noud eu àvôtis faite démontre qué l'intensité du rayon est propbrtionnerîe àu sinus de l'arigle que ce rayon fait avec l'élément de là sUrlàce. Lés expériences avaient déjà indiqué un résultat semblable.

Ce théorème exprime Une loi générale qui à une connexion nécessaire avec l'équilibre et le mode d'action de là chaleur. Si les rayons qui Sortent' d'Une sttrface échauffée «▼oient la même intensité dans toutes les directions , le thèr^ fttornètre que l'on placeràit dans un des faoints dè Tespàffe terminé de tous côtés par une enceinte entretenue à utté température constante , pourrait indiquer Une terfrpérattfrè incomparablement plus grande que cellè de l'enceinte. Lès corps que l'on enfermerait dans cette enceinte ne prendraient {Joint nne température commune , ainsi qu'On lè remarque toujours ; celle qu'ils acquerraient dépendrait du lieu qu'ils occuperaient, ou de leur forme, OU de celle* des corps voisins.

On observerait ces mêmes résultât» ou d'autres effets également contraires à l'expérience commune, si l'on admettait entre les rayons qui sortent d'un mémè pdtat, des ràpjWrts

3a THÉORIE DE LA CHALEUR.

différents de ceux que Ton a énonces. Noos ayons reconnu que cette loi est seule compatible avec le fait général de l'équilibre de la chaleur rayonnante

Si un espace ride d'air est terminé de tous côtés par une enceinte solide dont les parties sont entretenues à une température commune et constante a, et si l'on met en un point quelconque de l'espace uu thermomètre qui ait la température actuelle a, il la conservera sans aucun changement II recevra donc à chaque instant de la surface intérieure de l'enceinte autant de chaleur qu'il lui en envoie. Cet effet des rayons de chaleur dans un espace donné est, à proprement parler, la mesure de la température : mais cette considération suppose la théorie mathématique de la chaleur rayonnante. Si Ion place maintenant entre le thermomètre et une partie de La surface de l'enceinte un corps M dont la temperature soit a, le thermomètre cessera de'recevoir les ravons d'une partie de cette surface intérieure , mais ils seront rem placés par ceux qu'il recevra du corps interposé M. Un calcul facile prouve que la compensation est exacte, en sorte que l'état du thermomètre ne sera point changé. Il n'en est pas de même si la température du corps M n'est pas égale à celle de l'enceinte. Lorsqu'elle est plus grande , les rayons que le corps interposé M envoie au thermomètre et qui remplacent les rayons interceptés , ont plus de chaleur que ces derniers; la température du thermomètre doit donc s'élever.

Si, au contraire, le corps intermédiaire a une température moindre que a, celle du thermomètre devra s'abaisser; car les rayons que ce corps intercepte sont remplacés par ceux qu'il envoie, c'est-à-dire, par des rayons plus froids que ceux